Тема 2. Общие сведения о технических средствах автоматизации.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Классификация технических средств автоматизации по функциональному признаку. Устройства получения, преобразования и передачи контрольной информации. Устройства обработки, хранения и выработки командной информации. Устройства передачи и использования командной информации.

Классификация средств автоматизации по виду используемой энергии. Пневматические, электрические (электронные) и комбинированные средства автоматизации. Устройства автоматики прямого действия.

Классификация технических средств по конструктивному оформлению. Элементный, модульный, блочный агрегатный, приборный принцип построения средств автоматизации.

Государственная система приборов (ГСП) контроля и регулирования производственных процессов. Назначение и принципы построения ГСП. Основные системы (ряды), ветви и подветви ГСП. Стандартизация и унификация в ГСП.

Основные характеристики технических средств автоматизации: статические, динамические, метрологические, надежностные, информационные и т.д.

Литература /3/, с.7-24.

Методические указания

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) включает: средства (приборы и устройства) получения информации, дистанционной передачи и телепередачи информации, обработки информации и выработки команд управления, дистанционной передачи и телепередачи команд управления, воздействие на управляемый процесс исполнительные механизмы и регулирующие органы. ГСП создает предпосылки совместного использования различных приборов и устройств, для комплектования разнообразных и любой сложности систем автоматического контроля параметров технологических процессов и автоматического управления производством. В ней предусмотрены широкая стандартизация и унификация средств измерений на основе агрегатно-блочно-модульного принципа их построения из унифицированных элементов, модулей, блоков и узлов.

Предусмотрена также согласованность информационных, энергетических, материальных и конструктивных связей между приборами, источниками питания энергией и вспомогательными материалами, соединительными и крепежными элементами на базе стандартизации и унификации пяти групп параметров: входных и выходных сигналов; источников энергии; вспомогательных материалов; присоединительных размеров (для соединения приборов друг с другом); габаритных размеров приборов (для облегчения их совместной компоновки), соединения в блоки, монтажа на щитах и т.п.).

В зависимости от вида энергии поступающей от источника питания, предусмотрены три ветви приборов ГСП: электрическая пневматическая, гидравлическая. Предусмотрена также и четвертая ветвь приборов, не имеющих специального источника питания и пользующихся энергией, отбираемой от объекта контроля или измерения.

В соответствии с требованиями ГСП и ЕССП осуществляется выпуск специальных преобразователей, приводящих входной сигнал первичного измерительного преобразователя к унифицированному значению.

Тема. 3. Элементы и устройства пневмоавтоматики

Аналоговые элементы пневмоавтоматики: мембраны, сильфоны, пружины, дроссели, емкости, конденсаторы, камеры, пневмоприводы. Классификация, конструкция, назначение, их статические и динамические характеристики.

Аналоговые простейшие устройства пневмоавтоматики: преобразователи, усилители, повторители, исполнительные механизмы, распределительные золотники и т.д. Классификация, назначение, устройство, их статические и динамические характеристики.

Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Обзор аналоговых элементов: усилители, элементы сравнения сумматоры, дроссели, емкости, повторители, фильтры, задатчики и делители.

Дискретные элементы и простейшие устройства пневмоавтоматики: пневмореле, пневмоклапаны, пневмокнопки, пневмотумблеры, пневмовентили, логические элементы УСЭППА. Системы пневмоэлементов ведомственного применения.

Анализ показаний надежности и ремонтопригодности пневматических элементов и устройств.

Литература: /5/, /6/ с.5-8, 27-158, 265-292, 294-295, 297-299, 302-304, 490-529, /7/, с.2-20, /8/ с. 3-47, 49-63, 68-79.

Методические указания

Аналоговые элементы пневмоавтоматики в сочетании с пневматическими усилителями используются при создании пневматических приборов, измерительных преобразователей, вычислительных устройств, регуляторов, оптимизаторов и т.д. Они должны обладать точностью, чувствительностью, надежностью.

При построении пневматических приборов и устройств определяющим является принцип усиления сигнала, от которого зависят быстродействие, надежность, точность и компактность устройств и систем. Широкое распределение получили пневматические усилители с преобразователями. На них базируется основной парк приборов пневмоавтоматики. Разрабатываются также струйные усилители, приборы и устройства.

Особое внимание необходимо обратить на комбинированные преобразователи: электропневматические и пневмоэлектрические.

В последнее время получил широкое распространение элементный принцип построения приборов пневмоавтоматики, когда приборы собираются из универсальных элементов. Студентам необходимо ознакомиться с элементами и типовыми узлами системы УСЭППА, знать ее особенности, научиться реализовать логические функции одной и двух переменных на элементах пневмоавтоматики.

Тема 4. Пневматические устройства, приборы и системы управления

Методика анализа и синтеза пневматических устройств, приборов и систем управления по заданным принципиальным схемам и математическим моделям. Примеры анализа и синтеза.

Аналоговые пневматические вычислительные устройства: сумматоры, устройства, умножения и деления на постоянный коэффициент, интегрирующие и дифференцирующие устройства, функциональные пневмопреобразователи, множительные и делительные устройства, аналоговые устройства памяти, задержки и запаздывания, генераторы непрерывного дискретно-нарастающего давления. Схемы, временные диаграммы их работ, статические, динамические и метрологические характеристики.

Дискретные пневматические вычислительные устройства: комбинационные и последовательные релейные схемы.

Устройства, непрерывно-дискретного действия: непрерывно-дискретные преобразователи, узлы памяти 1-го и 2-го видов, схемы с их применением. Пневматические вторичные приборы, конструкция, назначение, принцип действия, схемы. Пневматические регуляторы. Законы регулирования, области их нормальной работы, принцип построения. Структурные и принципиальные схемы регуляторов. Конструкция, динамические характеристики.

Пневматические системы автоматического контроля и регулирования. Принципиальные схемы конкретных АСК и АСР. Одноконтурные, многоконтурные, стабилизирующие, программные и следящие системы. Системы управления промышленной пневмоавтоматикой, их особенности. Системы комбинированного непрерывного и дискретного действия.

Пневматические агрегатированные функционально-аппаратурные управляющие комплексы. Классификация, назначение, структурные схемы. Примеры применения в отрасли.

Литература: /5/, /6/, с.177-265, 292-529, /7/ с.28-207, /8/ с.47-49, 63-49, 79-82.

Методические указания

В настоящее время наряду с электронными вычислительными устройствами широко используются для управления производственными процессами вычислительные устройства, из которых наибольшее применение нашли пневматические аналоговые устройства, что связано с традиционным их использованием для регулирования технологических параметров.

Пневматические аналоговые интеграторы - основные устройства аналоговых вычислительных машин, применяются при конструировании пневматических регуляторов, генераторов и других устройств. На них следует обратить повышенное внимание. Пневматические дифференцирующие устройства применяются для реализации различных законов регулирования и осуществления временных операций. Функциональные преобразователи - это вычислительные устройства, служащие для воспроизведения элементарных нелинейных зависимостей; классифицируются на универсальные и специализированные. Для решения многих задач автоматизации производственных процессов иногда необходимо умножать или делить пневматические сигналы. Для выполнения этих операций применяют пневматические аналоговые множительные и делительные устройства. Студентам следует ознакомиться с устройствами памяти, задержки и запаздывания, а также с генераторами непрерывно-нарастающего давления созданными, в основном, на базе элементов УСЭППА и осуществляющими накапливание давления до заданного уровня с достаточно высокой точностью.

До появления УСЭППА пневмоавтоматику в устройствах дискретного действия применяли очень ограниченно. Появление универсального пневмореле в системе УСЭППА открыло новые возможности пневмоавтоматики: с его помощью стало возможным решать сложные задачи релейной техники. Устройства дискретного действия описываются в соответствии с положениями алгебры логики и теории конечных автоматов. Типовые релейные схемы, которые реализуют преобразования над дискретными переменными, можно разделить на:

1 комбинационные - значение которых определяется только значениями независимых переменных;

2 последовательностные - значение которых зависит не только от независимых переменных, но и от последовательности их появления, а также от времени.

На основе элементов УСЭППА могут быть построены типовые приборы и устройства регулирования и управления. Их можно разбить на две группы. К первой относятся приборы СТАРТ, серийно выпускаемые заводом " Тизприбор", в номенклатуру которых входит свыше 30 наименований приборов. Часть приборов, не вошедших в эту группу и не выпускаемых серийно, образуют вторую группу приборов и регуляторов. Приборы " СТАРТ" построенные из элементов УСЭППА, являются центральной частью ГСП. Необходимо знать, что широкие возможности элементов УСЭППА позволили создать приборы различной сложности - от простейших регуляторов до сложных управляющих машин. Студенты должны знать схемы основных пневматических регуляторов П, И, ПИ, ПД, ПИД, позиционного и др., а также приборов контроля некоторых технологических параметров.

⇐ Предыдущая 1 23